共享库项目中的全局变量问题（C++）答案

【问题标题】：problems with global variables in shared library project (C++)共享库项目中的全局变量问题（C++）
【发布时间】：2009-08-24 15:25:49
【问题描述】：

我在 C++ 共享库项目中遇到了全局变量问题。我的库必须作为标准 g++ 共享库 (.so) 以及 dll 工作。我通过创建文件 libiup_dll.cpp 和 libiup_dll.h 来做到这一点，我有类似的东西

#ifdef BUILD_DLL

// code for the dll: wrapper functions around the classes in my shared library

#endif

在我的 dll 中，我需要函数 setloglevel(int) 和 geterrormsg()。在我的所有课程中，我会将所有错误消息附加到全局变量 errormsg 中。然后应该由 geterrormsg() 函数返回此变量。我通过使用实现了这一点

std::string errormsg;
int loglevel;

在libiup_dll.h中（外加#ifdefs，所以应该是全局可用的），然后放

extern std::string errormsg;
extern int loglevel;

在我的班级的 .h 文件中（在班级之外，在文件的顶部）

现在我有两个问题：

1) 使用我的库使用 g++ 编译命令行程序时，出现错误

构建目标：libiup_test 调用： GCC C++ 链接器 g++ -L"/home/hilboll/src/libiup/Release" -L/usr/local/lib -o"libiup_test" ./src/stratcalc/SimpleStratosphericColumnCalculatorTest.o ./src/interp/SimpleInterpolatorTest.o ./src/Test.o -lgsl -lhdf5 -lhdf5_cpp -lblas -liup /home/hilboll/src/libiup/Release/libiup.so：未定义对loglevel' /home/hilboll/src/libiup/Release/libiup.so: undefined reference toerrormsg' 的引用 collect2: ld 返回 1 个退出状态 make: *** [libiup_test] 错误 1

即使在我的命令行程序中，也没有任何对 errormsg 或 loglevel 的引用。

2）尝试用VS2008在windows下编译dll时，我得到了

z:\src\vs\libiup_dll\libiup_dll.h(229) : 错误 C2086: 'std::string errormsg': 新定义 z:\src\libiup\src\stratcalc../interp/SimpleInterpolator.h(16): Siehe Deklaration von 'errormsg' z:\src\vs\libiup_dll\libiup_dll.h(234) : 错误 C2086: 'int loglevel': 新定义 z:\src\libiup\src\stratcalc../interp/SimpleInterpolator.h(17): Siehe Deklaration von 'loglevel'

据我了解，这意味着 VS 认为我将这两个变量定义了两次。但是，在 SimpleInterpolator.h 16/17 中，只有 extern 声明...

似乎我还没有理解全局变量是如何工作的。非常感谢任何帮助！

【问题讨论】：

使用会说英语的编译器可能是一个好的开始。
显示实际来源而不是描述它会很好。

标签： c++ shared-libraries global-variables

【解决方案1】：

诀窍是要知道每个 .cpp 文件都是一个编译单元——即被编译的东西。每个人都是一个完整的个体，彼此一无所知。只有在链接阶段才将这些组合在一起。

现在，extern 对编译后的 cpp 文件说“这个变量可以在其他地方找到”，编译器只是向链接器放置一个引用提示来解决问题。

因此，当您将变量定义放在头文件中时，您很可能将该头文件包含在 2 个（或更多）cpp 文件中。因此，这些 cpp 文件中的每一个在编译时都认为它们具有真正的变量。然后链接器出现并看到太多。

将变量放入它们自己的 cpp 文件中（或放入主 cpp 文件中），并且只将外部引用放在头文件中。那么你应该可以使用多重定义的符号。

【讨论】：

【解决方案2】：

全局变量可以声明多次，但必须定义一次。

“extern”关键字将原本定义为声明的内容标记。

执行此操作的一般习惯用法如下：

// In a header file (declaration)
extern int myGlobal;

// In a source file (definition)
int myGlobal;

然后，在你想引用全局的地方，你应该重复extern声明，或者包含已经有extern声明的头文件。

您绝对应该不做的是将“int myGlobal”定义（不带“extern”）放入标题中。如果这样做，那么包含该头文件的每个文件都将尝试定义自己的 myGlobal，并且在链接时最终会出现符号冲突。定义应该在一个且只有一个源文件中。 extern 声明可以出现在任意数量的文件或标题中。

特别是，您的两个错误是这样的：

当您在 Linux 下编译时，定义全局变量的 DLL 标头会被您的预处理器宏消除，因此您的全局变量有一个声明但没有定义，并且链接器会报错。
在 Windows 下编译时，DLL 头包含在多个编译单元（源文件）中，因此全局变量有多个定义，链接器报错。

【讨论】：

【解决方案3】：

你说你有：

std::string errormsg;
int loglevel;

在libiup_dll.h 之外的任何#ifdefs。如果libiup_dll.h 被多次（直接或间接）包含，这是一个问题，并且很可能是您的问题#2 的原因。

我认为如果包含标头，这也可能是问题 #1 的原因 - 即使您可能不会在其他地方使用它们，您也拥有由标头引入的变量的定义。

这两个变量的定义通常需要在 .c 或 .cpp 文件中，而不是在头文件中。在标头中有一个extern 声明是可以的。

【讨论】：

【解决方案4】：

你说，

I implemented this by using

    std::string errormsg;
    int loglevel;

in libiup_dll.h (outside and #ifdefs, so it should be globally available),
and then putting

    extern std::string errormsg;
    extern int loglevel;

in my classes' .h files (outside the class, at the top of the files)

相反，我认为您应该在任意数量的头文件中声明使用extern的变量，然后定义不带extern的变量在一个且唯一-一个 C 或 CPP 文件。

【讨论】：